基本信息
- 项目名称：
- 含磷物质对浙江省某铅锌矿重金属复合污染土壤的原位化学修复
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 铅锌矿尾矿土壤中Pb、Zn、Cu和Cd 的复合污染对生态环境会造成严重的影响。本试验用连续分级化学提取法和TCLP毒性淋溶试验分析比较了K2HPO4、Ca3(PO4)2、Ca5(PO4)3OH和Ca(H2PO4)2.2H2O 四种磷酸盐对铅锌矿污染土壤中Pb、Zn、Cu和Cd重金属化学形态的影响机理。在此基础上筛选出高效修复土壤重金属的含磷钝化剂并应用于工程实践，对大面积污染土壤进行修复。
- 详细介绍：
- 采用含磷(P) 物质修复重金属污染土壤是国内外应用较多的原位化学修复方法之一。已有研究表明，土壤重金属可与磷相互作用,生成溶解度很低的磷化合物。但随着工业的快速发展，土壤面临的重金属复合污染（铅、锌、铜、镉）风险日益加大。而我国关于土壤重金属复合污染的研究尚且不足。 目前国内大多数研究都局限于对单一重金属污染的修复，而实际的土壤重金属污染往往是伴随着几种重金属复合污染；此外，本研究除了采用传统的重金属连续提取法外，还采用美国法定重金属污染评价方法（TCLP）对含磷物质的原位化学固定修复后重金属的活性进行了风险评价；再者，本项目不仅仅局限于实验室研究，同时还进行了实地工程修复，对我国土壤的修复具有更大的现实意义。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 工业三废和城市垃圾导致的土壤重金属污染已成为一个世界性环境问题。由于重金属在土壤环境中具有隐蔽性、不可降解性等特点，很容易在土壤中发生渗漏进入地下水，或者是通过不同途经进入食物链，直接威胁到区域生态系统稳定和居民身体健康，如镉米等。因此，本项目通过对重金属复合污染土壤修复的研究，为降低因土壤重金属污染而带来的食物、生态和人体健康风险以及对经济和社会可持续发展产生积极作用。
科学性、先进性及独特之处
- (1)与单一重金属污染土壤研究相比，本项目研究磷酸盐对Pb、Zn、Cu、Cd复合污染土壤中重金属有效性的影响。(2)含磷物质来源丰富价廉，宜推广实际应用；污染土壤中存在的铅与磷作用，生成溶解度极其低的磷铅矿，无磷的非点源污染。(3)将美国最新的法定重金属污染评价方法（TCLP）创新应用于本研究，评估土壤中重金属有效浓度的变化。(4)将实验室化学修复的机理研究用于实地工程修复。
应用价值和现实意义
- 重金属污染土壤一般均为复合污染，相对于单一的重金属污染或各种修复剂的独立作用的研究，本文论述了含磷钝化剂原位化学修复法对复合污染土壤的修复，这更符合经济和环境的可持续发展。此外，我国磷矿储量丰富，居世界第二位。含磷物质一种廉价而有效的修复剂是加强含磷物质修复土壤重金属污染的研究，对充分利用我国磷矿资源，以及有效治理我国环境重金属污染都具有重要的意义。
学术论文摘要
- 浙江的铅锌矿尾矿土壤的Pb、Zn、Cu、Cd的复合污染对生态环境构成了潜在的威胁。本文研究了用四种磷酸盐处理后铅锌矿尾矿附近污染土壤中重金属的风险性。通过连续提取法和TCLP法论证了金属形态变迁的机理。结果表明，K2HPO4，Ca3(PO4)2，Ca5(PO4)3OH和Ca(H2PO4)2•2H2O被添加后，当磷含量为2283mg/kg时，可同时减少水溶态/交换态和TCLP提取态中Pb、Zn、Cu、Cd的含量，铅聚合物含量分别从90.47 mg/kg降低至56.05 mg/kg, 83.80 mg/kg, 67.78 mg/kg, 86.32 mg/kg。重金属连续提取法分析表明在磷酸盐的处理下，重金属会从易溶性转换成更为稳定的形态。由此可见，磷酸盐对土壤中重金属固定效率较高，可适用于铅锌矿尾矿Pb、Zn、Cu、Cd复合污染土壤的原位固定修复。在上述含磷物质筛选的基础上，在田间条件下，研究了含磷物质修复铅锌矿污染土壤的田间示范效果。结果显示在施用K2HPO4后，土壤中重金属毒性（以毒性最大的水溶性重金属含量为主要指标/量度）下降了90％以上，与实验室所得结果相符。
获奖情况
- 1、Availability of phosphates for the immobilization of Pb, Zn, Cu, Cd, and As in contaminated soil near lead/zinc mine tailings 2、含磷物质原位化学修复重金属污染土壤研究进展
鉴定结果
- 1、投稿于《环境科学学报》 2、撰稿中
参考文献
- 1.陈世宝, 朱永官.2004.不同含磷化合物对中国芥菜铅吸收特性的影响.环境科学学报.24(4):707-712 2.陈世宝, 朱永官, 马义兵. 2006.添加羟基磷灰石对土壤铅吸附与解吸特性的影响.环境化学. 25(4):409-413 3.石和彬，刘羽，罗惠华，钟康年.1999.磷灰石固定水溶性铅离子研究进展.地质科技情报.18(2): 73-76 4.孙叶芳，谢正苗，徐建明，李静，赵科理.2005.TCLP法评价矿区土壤重金属的生态环境风险.环境科学.26(3):52-156. 5.刘 琴，乔显亮，王宜成，黄丽萍，李 华.2008.Zn/Cd 污染土壤的化学钝化修复.土壤. 40 (1): 78~82。 6.黄凤球,纪雄辉,鲁艳红,孙玉桃,任可爱.2007.不同工业废弃物对稻田土壤中镉铅生物有效性及其形态的影响.农业环境科学学报.26(4):1316- 1321
同类课题研究水平概述
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